半导体器件制造技术

本发明专利技术提供了一种半导体器件。该半导体器件包括电感器，该电感器被构造为基于较高电压区域的电源电压将电流提供给第一节点。第一开关被构造为基于第二节点处的电压有选择性地将电流从第一节点提供给第三节点；第二开关被构造为基于第三节点处的电压有选择性地将电流从第一节点提供给第二节点；第三开关被构造为基于较低电压区域的输入逻辑电平将电流从第三节点提供给接地端子；并且第四开关被构造为与第三开关交替地被导通／截止，以将电流从第二节点提供给接地端子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件，并且尤其涉及一种包括使用两个相互不同的电源组的电平转换电路的半导体器件。
技术介绍
作为与传统的电平转换电路有关的技术，已知日本专利申请公开(JP-A-Heisei， 5-284005 :第一传统的示例)。在如第一传统的示例中所示的传统的电平转换电路中，要求 N沟道晶体管在低电压下进行操作。因此，为了以低的Vgs来增加电流的性能，将N沟道MOS 晶体管(NM0S)的尺寸变得尽可能的大，并且要求P沟道MOS晶体管(PMOS)的尺寸变得尽 可能的小。 在这样的情况下，由于P沟道晶体管的性能的缺乏，尤其随着高电压侧和低电压侧之间的电压差变大，P沟道晶体管的切换时间变慢，这使得延迟特性劣化。 而且，为了改进延迟特性，要求晶体管尺寸变大，这导致电路尺寸的增加和由晶体管的寄生电容引起的延迟特性的改进效率的降低。 在传统的电平转换电路中，随着高电压侧和低电压侧之间的电压差越大，电平转 换电路的延迟特性越差。为了改进延迟特性，要求扩大晶体管尺寸。然而，随着晶体管尺寸 增加，晶体管尺寸的寄生电容增加，这降低延迟特性的改进效果。因此，需要在没有扩大晶 体管尺寸的情况下，用于改进延迟特性的技术。
技术实现思路
本专利技术的主题是为了提供能够在没有扩大晶体管尺寸的情况下改进延迟特性的 半导体器件的电平转换电路。 在本专利技术的一个方面中，半导体器件包括电感器(inductor)，该电感器被构造为基于较高电压区域的电源电压将电流提供给第一节点。第一开关被构造为基于第二节点处的电压有选择性地将电流从第一节点提供给第三节点；第二开关被构造为基于第三节点的电压有选择性地将电流从第一节点提供给第二节点；第三开关被构造为基于较低电压区域的输入逻辑电平将电流从第三节点提供给接地端子；并且第四开关被构造为与第三开关交替地被导通/截止以将电流从第二节点提供给接地端子。 能够改进本专利技术的半导体器件的电平转换电路的延迟特性。附图说明 结合附图，从某些实施例的以下描述中，本专利技术的以上和其它方面、优点和特征将 更加明显，其中 图1是示出根据本专利技术的第一实施例的作为半导体器件的电平转换电路的构造 的电路图； 图2是示出传统的电平转换电路的构造的电路 图3是示出本专利技术的电平转换电路和传统的电平转换电路中的各自的节点的电 压中的变化的图表； 图4是根据本专利技术的第二实施例的电平转换电路的构造的电路图； 图5A和图5B是示出根据本专利技术的第一和第二实施例的电平转换电路的修改的电路图； 图6A是示出根据本专利技术的第三实施例的电平转换电路的构造的电路图； 图6B至图6D是示出根据本专利技术的第三实施例的电平转换电路的修改的电路图； 图7A是示出根据本专利技术的第四实施例的电平转换电路的构造的电路图； 图7B至图7D是示出根据本专利技术的第四实施例的电平转换电路的修改的电路图； 图8A是示出根据本专利技术的第五实施例的电平转换电路的构造的电路图；以及 图8B至图8D是示出根据本专利技术的第五实施例的电平转换电路的修改的电路图。具体实施例方式在下文中，将会参考附图描述包括诸如本专利技术的电平转换电路的电路的半导体器 件。 参考图l，本专利技术的半导体器件的电平转换电路包括VDD 1区域10和VDD2区域 20。 VDD1区域10是用于低压操作侧上的电路，并且VDD2区域20是用于高压操作侧上的电 路。在这里，VDD1区域10侧上的电源被定义为VDD1。同样，VDD2区域20侧上的电源被定 义为VDD2。在这样的情况下，VDD2的电压高于VDD1的电压。 VDD1区域10包括反相器11。反相器11是通过将输入侧的逻辑电压电平反转来 在输出侧输出逻辑电压电平的电路。例如，如果输入侧的电压是高电平电压(H)(高)，那么 反相器ll将输出侧的电压逻辑设置为低电平电压(L)(低)。相反地，如果输入侧的电压逻 辑是低电平电压(U，则输出侧的电压被设置为高电平电压(H)。在这里，反相器ll接收来 自于输入端子的信号并且将接收到的信号的电压进行反转，并且将其输出。即，反相器11 对输入端子上的电压进行反转。应注意的是，尽管没有示出，输入端子上的电源和用于驱动 反相器11的电源是VDD1。 VDD2区域20包括电感器21、第一 P沟道晶体管22、第二 P沟道晶体管23、第一 N 沟道晶体管24以及第二 N沟道晶体管25。电流通过电感器21从电源端子(VDD2)流到节 点Al (第一节点)。在这里，电感器21被提供在电源端子(VDD2)和节点Al之间。当电感 器的电阻较大时，它的损耗变得较大。因此，电阻优选为小。作为电感器21的主体结构，存 在绕线型、层压型、薄膜型等等。 第一 P沟道晶体管22用作根据节点A2 (第二节点)处的电压导通/截止，并且将 电流从节点A1发送到节点A3(第三节点)的开关。在这里，在第一P沟道晶体管22中，其 栅极被连接至节点A2，其源极被连接至节点A1，并且其漏极被连接至节点A3。在图1中，尽 管输出端子被连接至节点A2，存在其被连接至节点A3的情况。第二 P沟道晶体管23用作 根据节点A3的电压导通/截止，并且将电流从节点Al发送到节点A2的开关。在这里，在 第二 P沟道晶体管23中，其栅极被连接至节点A3，其源极被连接至节点Al，并且其漏极被 连接至节点A2。 第一 N沟道晶体管24用作根据输入侧上的电压导通/截止，并且将电流从节点A3发送到接地端子(GND)的开关。在这里，在第一N沟道晶体管24中，其栅极被连接至输 入端子，其源极被连接至接地端子(GND)，并且其漏极被连接至节点A3。第二N沟道晶体管 25用作根据反相器11中的输出侧上的电压导通/截止，并且将电流从节点A2发送到接地 端子(GND)的开关。S卩，第二N沟道晶体管25和第一N沟道晶体管24是被交替地(互补 地)导通/截止的开关。在这里，在第二N沟道晶体管25中，其栅极被连接至反相器11中 的输出侧，其源极被连接至接地端子(GND)，并且其漏极被连接至节点A2。 在其中输入端子的电压是L的状态下，第一 P沟道晶体管22和第二 N沟道晶体 管25被导通，并且第一 N沟道晶体管24和第二 P沟道晶体管被截止。当输入端子的电压被 从L切换到H时，第二 P沟道晶体管23和第一 N沟道晶体管24均被导通，并且第一 P 沟道晶体管22和第二 N沟道晶体管均被截止。当输入端子的电压被从H切换到L时， 第一 P沟道晶体管22和第二 N沟道晶体管25均被导通，并且第二 P沟道晶体管23和第一 N沟道晶体管24均被截止。 电平转换电路具有在其间电平发生转换的时段，同时P沟道晶体管和N沟道晶体 管导通，并且穿通电流(passing-through current)在电源端子(VDD2)和接地端子(GND) 之间流动。例如，当同时导通第一 P沟道晶体管22和第一 N沟道晶体管24(或者，第二 P 沟道晶体管23和第二N沟道晶体管25)时，穿通电流在电源端子(VDD2)和接地端子(GND) 之间流动。当此穿通电流流过电感器21时，节点A1的电压被通过在电感器21中感应的电 动势暂时地减少，并且然后增加。这时，由于P沟道晶体管的Vgs(栅极电压)被扩大，所以 电流性能增加。因此，即使晶体管具有小的尺寸，电平转换电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：电感器，所述电感器被构造为基于较高电压区域的电源电压将电流提供给第一节点，第一开关，所述第一开关被构造为基于第二节点处的电压有选择性地将电流从所述第一节点提供给第三节点；第二开关，所述第二开关被构造为基于所述第三节点处的电压有选择性地将电流从所述第一节点提供给所述第二节点；第三开关，所述第三开关被构造为基于较低电压区域的输入逻辑电平将电流从所述第三节点提供给接地端子，以及第四开关，所述第四开关被构造为与所述第三开关交替地被导通／截止，以将电流从所述第二节点提供给所述接地端子。

【技术特征摘要】
JP 2008-10-24 2008-274407一种半导体器件，包括电感器，所述电感器被构造为基于较高电压区域的电源电压将电流提供给第一节点，第一开关，所述第一开关被构造为基于第二节点处的电压有选择性地将电流从所述第一节点提供给第三节点；第二开关，所述第二开关被构造为基于所述第三节点处的电压有选择性地将电流从所述第一节点提供给所述第二节点；第三开关，所述第三开关被构造为基于较低电压区域的输入逻辑电平将电流从所述第三节点提供给接地端子，以及第四开关，所述第四开关被构造为与所述第三开关交替地被导通/截止，以将电流从所述第二节点提供给所述接地端子。2. 根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一节点的电压由于所述电感器感 应的电动势而改变，以相对于所述较高电压侧的电源电压增加或者减少，当所述较低电压区域的输入逻辑电平从低逻辑电平变成高逻辑电平时，所述第二节点 的电压由于所述第一节点电压增加的影响而比没有电感器的情况快地从低逻辑电平变成 高逻辑电平，从而变成高于所述较高电压侧的电源电压，并且当所述较低电压区域的输入逻辑电平从低逻辑电平变成高逻辑电平时，所述第三节点 的电压由于所述第一节点电压减少的影响而比没有电感器的情况快地从高逻辑电平减少 到低逻辑电平，从而变成低于所述较高电压侧的电源电压。3. 根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：福井正，
申请(专利权)人：恩益禧电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]